[中学理科]核心をつかめば簡単！光の「反射」と「屈折」について解説！

みなさんこんにちは、ゆーきゃんです。

今回のテーマは、光の「反射」と「屈折」についてです。

光を苦手とする生徒さんは非常に多いです。

ですが、核心をつかめれば、どんな問題でも解きやすくなります。

そこで、今回は光の「反射」と「屈折」の核心について解説していきます。

また、本記事と合わせて以下の記事も是非ご覧ください。

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日々の学習におすすめの書籍
光の「反射」の核心は？
光の「屈折」の核心は？
2015年度・愛知(Bグループ)・大問4
1. (1)の解説
2. (2)の解説
3. (3)の解説
4. (4)の解説
まとめ：[中学理科]核心をつかめば簡単！光の「反射」と「屈折」について解説！

日々の学習におすすめの書籍

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光の「反射」の核心は？

光の「反射」の核心について解説します。

光の「反射」では、「入射角」(図中の青色の角)＝「反射角」(図中の緑色の角)
点Pから発せられた光が反射して、点Qにいる観測者に届くとき、観測者には反射光の延長線上にある点P’に光源があるように見える

入射角と反射角が等しくなるのは、多くの方が理解できていることかと思います。

一方で、観測者にとって光源がどこにあるように見えるかについて理解できている人は少ないのではないでしょうか。

観測者にとっては、目に入ってくる反射光の延長線上に光源があるように見えます。

そのため、鏡に対して線対称にある点P’から光が発せられたように見えるのです。

ここは重要なポイントなので、おさえておきましょう。

光の「屈折」の核心は？

次に、光の「屈折」の核心について見ていきましょう。

空気中からガラス内に光が進行する(P→A)とき、「入射角」(赤色の角) ＞「屈折角」(緑色の角)
ガラス内から空気中へ光が進行する(B→Q)とき、「入射角」(緑色の角) ＜「屈折角」(赤色の角)

→「ガラス内にある角度の方」が小さくなる

光線PAと光線BQは平行であり、点Qにいる観測者には光が点P’から発せられたように見える

空気とガラスとでは屈折率は後者の方が大きくなるため、ガラス内にある角度が小さくなります。

また、反射のときと同様の議論より、目に入ってくる光線の延長線上に光源があるように見えます。

ここまでのおさらいとして、1問取り組んでみましょう。

2015年度・愛知(Bグループ)・大問4

これまでのおさらいとして、2015年度愛知県(Bグループ)の大問4に取り組んでみましょう。

問題はこちらから参照できます。

(1)の解説

答えは以下の通りです。

余談ですが、Bにいる観測者にとって、どこに光源があるように見えるでしょうか。

観測者には、点Pと鏡1に対して線対称にある点P’から発せられた光が反射して目に入ってくると考えることができます。

このとき、点P’と鏡2に対して線対称にある点P”に光源があるように見えます。

(2)の解説

観測者の目に入ってくる光としては、以下の3つが考えられます。

鏡1で反射した光
鏡2で反射した光
鏡1と鏡2で2回反射した光

点Aではこれら3つの光を観測できるため、3つの像を見ることができます。

点Cでは「鏡1で反射した光」のみが観測できるため、1つの像を見ることができます。

以上より、答えはオと決まります。

(3)の解説

先ほどの解説から、aには「小さく」が、bには「大きく」が入ることが分かります。

よって、答えはウとなります。

(4)の解説

RとSの像は、それぞれ以下の図のR’とS’となります。

よって、どちらの像も元の位置から右にずれたところにできることが分かります。

以上から、答えはエとなります。

まとめ：[中学理科]核心をつかめば簡単！光の「反射」と「屈折」について解説！

いかがでしたか。

今回は、光の「反射」と「屈折」について解説しました。

特に、「観測者の目に直接入ってくる光の延長線上に像ができる」ということを覚えておきましょう。

引き続き、「凸レンズ」の問題の解き方について解説していきますのでお楽しみに。

最後までご一読いただきありがとうございました。

また、本記事と合わせて以下の記事も是非ご覧ください。

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